Mimo, że wiele jeszcze nie wiadomo na temat mózgu, badania dowiodły, że trauma, która może być wynikiem zastraszania, przestępstw, wykorzystywania seksualnego, wypadków, klęsk żywiołowych, wojny, zaniedbania lub napaści domowej, wpływa na mózg na wiele sposobów.
W wyniku tego dochodzi do znaczących zmian w amygdali, hipokampie i korze przedczołowej.
Amygdala, obszar mózgu związany z pamięcią, emocjami i instynktem przetrwania, staje się nadaktywny, gdy jest narażony na traumę. W wyniku tego mózg stale szuka i postrzega zagrożenia, co wywołuje silne uczucia lęku, strachu i bezbronności.
Odwrotnie, trauma powoduje, że hipokamp, mały organ w płacie skroniowym, staje się mało aktywny. Hipokamp jest związany z przetwarzaniem wspomnień i reguluje również emocje. Gdy trauma uniemożliwia prawidłowe przetwarzanie wspomnień, w rezultacie powstaje niekończący się i przerażający cykl niepokojących wspomnień.
Przyśrodkowa kora przedczołowa, region mózgu związany z myśleniem na wysokim poziomie, działaniem i podejmowaniem decyzji, może być również zaangażowana w odzyskiwanie długotrwałych wspomnień. Jednak w przypadku narażenia na traumę, przyśrodkowa kora przedczołowa zostaje zdominowana przez podstawowy instynkt przetrwania, który pochodzi z bardziej prymitywnej części mózgu. W wyniku tego bardzo trudno jest podejmować mądre decyzje i oprzeć się chęci do destrukcyjnych lub uzależniających zachowań.